گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
در یک پیچ با سرعت بالا یا در سطح جاده‌ای لغزنده، سیستم کنترل پایداری الکترونیکی کدام پارامترهای حرکتی خودرو را زیر نظر می‌گیرد؟
سیستم کنترل پایداری الکترونیکی (ESP) که گاهی با نام کنترل الکترونیکی پایداری (ESC) نیز شناخته می‌شود، یکی از پیچیده‌ترین و مهم‌ترین سامانه‌های ایمنی فعال در خودروهای مدرن است. هدف اصلی این تکنولوژی حفظ پایداری دینامیکی خودرو در شرایطی است که پتانسیل خروج از کنترل وجود دارد، از جمله مانورهای ناگهانی، رانندگی در سطوح لغزنده مانند یخ، برف یا باران شدید، و یا پیچیدن با سرعت‌های بالاتر از حد چسبندگی تایرها. با این حال این سیستم در خودرو چه مکانیزمی دارد و چگونه عمل می‌کند؟ در ادامه این مطلب از رسانه گجت نیوز بیشتر با سیستم ESP آشنا می‌شویم.
سیستم کنترل پایداری الکترونیکی، قلب تپنده ایمنی فعال
سیستم ESP که مخفف “Electronic Stability Program” و به معنای «کنترل پایداری الکترونیکی» است، به‌عنوان یکی از اجزای حیاتی در پلتفرم ایمنی فعال خودروهای مدرن، وظیفه تحلیل مستمر وضعیت دینامیکی وسیله نقلیه را بر عهده دارد. عملکرد این سیستم به‌واسطه یک واحد کنترل مرکزی (ECU) انجام می‌شود که داده‌های لحظه‌ای را از مجموعه‌ای پیچیده از حسگرها پردازش می‌کند.
این حسگرها شامل سنسورهای سرعت مجزای چهار چرخ، سنسور زاویه فرمان و به‌طور ویژه، سنسور نرخ انحراف و سنسور شتاب جانبی هستند. با تحلیل این داده‌ها، ECU به‌طور مداوم مسیر مورد نظر راننده (از طریق زاویه فرمان) را با مسیر واقعی خودرو (از طریق نرخ انحراف و سرعت چرخ‌ها) مقایسه می‌کند.
- چراغ EPC در خودرو چیست و چرا روشن می‌شود؟
- علائم هشداردهنده‌ی ترکیدن لاستیک خودرو چیست؟
- آیا استفاده از کروز کنترل مصرف سوخت خودرو را کاهش می‌دهد؟
در صورتی که این سامانه کم‌فرمانی یا بیش‌فرمانی را تشخیص دهند، ESP بلافاصله وارد عمل می‌شود. سیستم با فعال‌سازی انتخابی و مستقل ترمز یک یا چند چرخ خاص، گشتاور انحرافی تولید می‌کند تا خودرو را به سمت خط سیر تعیین‌شده توسط فرمان هدایت کند. به‌عنوان مثال در وضعیت کم‌فرمانی، ESP با ترمز کردن چرخ داخلی عقب، چرخشی اصلاحی در محور عمودی خودرو ایجاد می‌کند.
در کنار این واحد کنترل ESP به طور همزمان با واحد کنترل موتور ارتباط برقرار کرده و فرمان کاهش قدرت موتور را صادر می‌کند. هدف نهایی این مکانیزم، حفظ مسیر صحیح حرکت خودرو، فارغ از شرایط لغزندگی جاده یا سرعت ورود به پیچ‌ها است. هرچند راننده در شرایط عادی متوجه فعالیت ESP نمی‌شود، اما فعال شدن سیستم در شرایط بحرانی می‌تواند با روشن و خاموش شدن سریع و چشمک‌زن چراغ ESP یا ESC روی داشبورد (معمولاً با نماد خودرویی با خطوط موج‌دار) نشان داده شود؛ این چشمک زدن علامت مداخله موفقیت‌آمیز است. در مقابل، اگر این چراغ به صورت ثابت روشن باقی بماند یا پیام خطای متنی روی نمایشگر ظاهر شود، نشان‌دهنده نقص فنی و غیرفعال شدن کامل سیستم است که نیاز به بررسی فوری دارد.
چگونه ESP لحظه از دست رفتن کنترل را تشخیص می‌دهد؟
فعال‌سازی سیستم کنترل پایداری الکترونیکی، صرفاً واکنشی به لغزندگی جاده نیست و تفاوت میان ورودی راننده و خروجی حرکتی وسیله نقلیه را نیز پایش می‌کند. این سیستم تنها زمانی فعال می‌شود که واحد کنترل الکترونیکی (ECU) سامانه تشخیص دهد که پارامترهای دینامیکی خودرو در حال خروج از ناحیه پایداری مورد نظر راننده هستند و خطر از دست رفتن کنترل و لغزش جانبی وجود دارد. برای کنترل و پایش این عملکرد از دستگاه دیاگ استفاده می‌شود.
دلایل اصلی که این سامانه را وادار به مداخله می‌کند، مجموعه‌ای از حرکات ناگهانی و پرفشار است که وضعیت چسبندگی تایرها را به مرز نهایی می‌رساند؛ این شرایط شامل رانندگی با سرعت بالا در هنگام ورود به پیچ‌ها، اعمال ترمزهای ناگهانی و شدید در سطوح با ضریب اصطکاک پایین مانند آسفالت، شتاب‌گیری ناگهانی و تهاجمی که باعث هرزگردی چرخ‌ها می‌گردد و حرکات سریع فرمان برای انحراف سریع از مسیر است.
عملکرد ESP بر اساس یکپارچگی پیشرفته میان سنسورهای حیاتی و عملگرهای سیستم‌های ترمز و موتور بنا نهاده شده است. سیستم با جذب داده‌های لحظه‌ای از سنسورهای کلیدی شامل سنسور شتاب جانبی، سنسور نرخ انحراف، سنسور زاویه فرمان و داده‌های سرعت چرخ‌ها، یک مدل دینامیکی دقیق از وضعیت لحظه‌ای خودرو ایجاد می‌کند.
در صورت تشخیص عدم تطابق که به معنای شروع انحراف است، ECU ابتدا تعیین می‌کند که خودرو دچار کم‌فرمانی است (تمایل به حرکت به سمت خارج پیچ) یا بیش‌فرمانی (چرخش بیش از حد قسمت عقب). برای اصلاح، سیستم به‌طور مستقل و انتخابی به چرخ یا چرخ‌های خاصی ترمز وارد می‌کند. برای مثال، در شرایط کم‌فرمانی ترمز روی چرخ داخلی عقب اعمال می‌شود تا گشتاور انحرافی مورد نیاز برای هدایت محور خودرو به سمت داخل پیچ ایجاد شود.
- پاور ویندوز چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟
- استفاده از کولر ماشین چه تاثیری بر میزان مصرف سوخت می‌گذارد؟
- سیستم نظارت بر فشار باد تایر (TPMS): چگونه کار می‌کند و چرا اهمیت دارد؟
به‌طور همزمان و برای جلوگیری از تشدید لغزش، ESP با واحد کنترل موتور در ارتباط است و درخواست کاهش فوری گشتاور خروجی را صادر می‌کند تا نیروی رانش کاهش یابد. این سیستم با استفاده از المان‌های فعال‌ساز ABS برای ترمزگیری انتخابی و هماهنگی با TCS (سیستم کنترل کشش) که وظیفه مدیریت گشتاور را دارد وارد مدار می‌شود.
ESP در مقابل ABS و TCS
درک مکانیزم سیستم کنترل پایداری الکترونیکی، مستلزم تمایز دقیق عملکرد آن از دو سامانه بنیادین دیگر ایمنی فعال یعنی سیستم ترمز ABS و سیستم کنترل کشش (TCS) است. سیستم ABS صرفاً بر حفظ کنترل راننده بر جهت‌دهی و فرمان‌پذیری خودرو در طول فرآیند توقف متمرکز است و هدف اصلی آن جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها در شرایط ترمزگیری اضطراری یا سطوح کم‌اصطکاک است.
در مقابل، سیستم TCS وظیفه‌ای مرتبط اما متفاوت را بر عهده دارد. این سامانه که معمولاً با سنسورهای سرعت چرخ ABS کار می‌کند، در زمان شتاب‌گیری و در شرایطی که نیروی گشتاور موتور بر چرخ محرک از حداکثر ظرفیت اصطکاک سطح جاده پیشی می‌گیرد، فعال شده و با کاهش گشتاور ارسالی به موتور یا اعمال انتخابی ترمز به چرخ لغزنده، از هرزگردی جلوگیری کرده و نیروی محرکه را بهینه‌سازی می‌کند. اما سیستم ESP به منزله یک لایه نظارتی و اصلاحی پیشرفته‌تر عمل می‌کند که از ترکیب داده‌های سنسورهای ABS و TCS به همراه داده‌های اختصاصی نظیر سنسور زاویه فرمان و سنسور شتاب جانبی بهره می‌برد.
مزایای سیستم ESP در خودرو
واحد کنترل الکترونیکی (ECU) سیستم ESP به طور مداوم مقایسه‌ای را میان مسیر مورد نظر راننده و مسیر واقعی حرکت خودرو انجام می‌دهد؛ چنانچه انحراف قابل ملاحظه‌ای به دلیل کم‌فرمانی در پیچ‌ها یا بیش‌فرمانی شناسایی شود، ESP به صورت فوری و هوشمندانه با اعمال فشار ترمز مجزا به یک یا چند چرخ خاص، یک گشتاور چرخشی اصلاحی حول مرکز ثقل خودرو ایجاد می‌کند تا خودرو را به مسیر تعیین‌شده بازگرداند.
این توانایی منحصربه‌فرد در کنترل پایداری جانبی خودرو، مزایای فنی حیاتی را به همراه دارد که شامل ارتقاء محسوس ایمنی در جاده‌های پوشیده از لغزندگی مانند یخ، برف یا باران و همچنین افزایش کنترل‌پذیری در مانورهای اضطراری تغییر لاین ناگهانی است. این مداخله فعال احتمال خروج ناگهانی از مسیر، سرخوردن و به‌ویژه خطر واژگونی خودرو در پیچ‌های تند با سرعت بالا را به نحو چشمگیری کاهش داده و کارایی سیستم‌های اولیه ترمز و فرمان‌پذیری را نیز افزایش می‌دهد.
لزوم بازرسی دوره‌ای برای بهترین عملکرد سیستم کنترل پایداری
عملکرد مؤثر و قابل اتکای سیستم کنترل پایداری الکترونیکی به وضعیت اجزای اصلی خود و سامانه‌های مرتبط وابسته است؛ بنابراین، پیاده‌سازی یک پروتکل مراقبتی دقیق برای حفظ کالیبراسیون و صحت عملکرد این سیستم حیاتی است. در رأس این اقدامات بررسی مستمر وضعیت تایرها قرار دارد. از آنجا که ESP محاسبات اصلاحی خود را بر مبنای میزان اصطکاک و لغزش چرخ‌ها انجام می‌دهد، هرگونه ناهمسانی در عمق آج، فشار نامناسب باد، یا استفاده از تایرهای نامرغوب، به طور مستقیم دقت عمل سنسورهای سرعت چرخ را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
در ادامه، توجه ویژه به صحت عملکرد سیستم ترمز ضد قفل (ABS) و کلیه سنسورهای مرتبط ضروری است. سنسورهای ABS نه تنها برای ترمزگیری، بلکه برای اندازه‌گیری نرخ لغزش و سرعت لحظه‌ای به‌کار می‌روند؛ بنابراین، هرگونه خرابی یا عدم کالیبراسیون این سنسورها می‌تواند کل فرآیند محاسباتی ESP را مختل سازد.
- دلایل و علائم خرابی رله فن رادیاتور خودرو؛ راهنمای کامل
- ترموستات خودرو: علائم خرابی و راه‌های پیشگیری از آسیب به موتور
- رنگ دود خروجی اگزوز خودرو؛ سفید، آبی و سیاه هرکدام نشانه چیست؟
- دنده مرده چیست و چه آسیب هایی به خودرو شما وارد می‌کند؟
در صورت نیاز به تعویض هر یک از این قطعات الکترونیکی حساس یا ماژول کنترل اصلی (ECU)، استفاده انحصاری از قطعات یدکی اصلی و تأیید شده توسط سازنده خودرو، تضمین‌کننده حفظ دقت و همگام‌سازی‌های فنی مورد نیاز برای یکپارچگی سیستم است. همچنین، بررسی‌های دوره‌ای سیم‌کشی‌ها و اتصالات الکترونیکی باید جزئی از سرویس‌های روتین باشد تا از بروز خطاهای مقاومتی یا قطع شدن ارتباطات حیاتی جلوگیری شود.
استفاده از دکمه ESP OFF و خطرات آن در پیچ‌های پرسرعت
یکی از نکات عملیاتی که اغلب نادیده گرفته می‌شود، بحث غیرفعال‌سازی عمدی سیستم ESP است. در ساختار مهندسی شده برخی خودروها، دکمه‌ای با برچسب “ESP OFF” یا مشابه تعبیه شده است که صرفاً برای شرایطی است که خودرو در سطوح کم‌اصطکاک و عمق بالا مانند برف یا گل گیر کرده است. در این حالت، نیاز به حداکثر هرزگردی برای ایجاد کشش و خروج از وضعیت توقف ضروری است، اما سیستم ESP به دلیل ماهیت خود، این هرزگردی را به عنوان از دست دادن کنترل تلقی کرده و با اعمال ترمزهای ناخواسته، مانع از حرکت خودرو می‌شود. با این حال، استفاده از این دکمه در رانندگی عادی روزمره یا در جاده‌های لغزنده و پرپیچ‌وخم نه تنها توصیه نمی‌شود، بلکه به شکل قابل ملاحظه‌ای ضریب ایمنی خودرو را کاهش می‌دهد.
نشانه‌های فنی الزام مراجعه فوری به تعمیرگاه
لزوم مراجعه به متخصص و تعمیرکار فنی در صورت مشاهده علائم هشدار دهنده، یک اصل غیرقابل جایگزین است. روشن ماندن دائمی چراغ هشدار ESP در داشبورد، یک نشانه صریح از وجود اختلال جدی در عملکرد سیستم یا یک قطعه وابسته به آن است. علاوه بر این، نمایش هرگونه پیام خطای سیستمی مرتبط با پایداری دینامیک یا حس کردن عدم تعادل غیرمنتظره و واکنش‌های نامتعارف خودرو در حین پیمودن پیچ‌ها و مانورهای سریع، مانند لغزش غیرعادی یا عملکرد ضعیف‌تر از حد انتظار ترمزها، همگی نشانه‌هایی هستند که می‌بایست فوراً توسط یک مرکز مجاز و متخصص عیب‌یابی شوند.
در مجموع ESP به عنوان یکی از مهم‌ترین دستاوردهای فناوری ایمنی فعال در صنعت خودروسازی نه تنها یک ویژگی مهم است، بلکه در خودروهای مدرن، به‌ویژه مدل‌های با مرکز ثقل بالا مانند شاسی بلندها یا خودروهای پرتیراژ خانوادگی، به عنوان یک ابزار نجات‌بخش و تضمین‌کننده حداقل ضریب ایمنی در لحظات حیاتی و غیرقابل پیش‌بینی جاده عمل می‌کند.